缓释肥减量施用对覆膜栽培玉米产量与养分吸收及利用率的影响

赵 欢，唐 兵，张 萌，肖厚军，安江勇，郑常祥，祝云芳 ，芶久兰，秦 松*

(1.贵州省土壤肥料研究所，贵州 贵阳 550006；2.农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站，贵州 贵阳 550006；3.贵州省旱粮研究所， 贵州 贵阳 550006)

缓释肥减量施用对覆膜栽培玉米产量与养分吸收及利用率的影响

赵 欢1,2，唐 兵1，张 萌1,2，肖厚军1,2，安江勇1，郑常祥3，祝云芳3，芶久兰1,2，秦 松1,2*

(1.贵州省土壤肥料研究所，贵州 贵阳 550006；2.农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站，贵州 贵阳 550006；3.贵州省旱粮研究所， 贵州 贵阳 550006)

为筛选出玉米覆膜栽培条件最佳缓释肥用量，通过大田试验研究了覆膜及缓释肥减量对玉米产量、产量构成因素、养分累积、品质、氮肥利用率和经济效益的影响。结果表明：①各施肥处理较不施肥(T1)处理：产量提高35.77 %～72.09 %，其中，普通复合肥(T6)最高，为8964 kg/hm2；缓释肥(T3)处理其次，为8465 kg/hm2；缓释肥减量15 %(T4)第三，为8218 kg/hm2，但差异未达显著水平。 ②穗行数和千粒重分别增加22.06 %～34.55 %、-2.77 %～13.66 %；覆膜穗粗和行粒数分别增加8.02 %～15.19 %和19.05 %～28.98 %。③氮养分累积量以缓释肥减量30 %+覆膜处理最高，为178.33 kg/hm2；磷养分累积量以全量缓释肥+覆膜处理最高，为31.72 kg/hm2；钾养分吸收量以缓释减量15 %+覆膜处理最高，为123.72 kg/hm2。④覆膜氮肥偏生产力提高15.88 %～56.88 %，表观利用率提高-1.05～15.13百分点；缓释减量15 %和30 %+覆膜处理偏生产力较全量缓释肥+覆膜处理分别提高13.84 %和35.27 %，表观利用率分别提高4.35和9.36百分点。⑤覆膜栽培缓释肥减量15 %纯收益最高，为13359.1元/hm2，较全量缓释肥不覆膜处理增加206.6元/hm2。贵州黄壤地区高密度种植玉米品种黔单24在覆膜栽培条件下，以缓释肥减量15 %即可达较高的经济效益。

缓释肥；减量施用；覆膜栽培；玉米产量；养分吸收

玉米为贵州的主要旱地粮食作物，其种植面积占全省耕地面积的40 %以上，仅次于水稻，是酿酒、饲料、食品及工业的重要原料，其产量高低直接影响到国家粮食安全及农业产业结构调整[1-3]。贵州地处西南岩溶山区，属于典型的山区农业省[4]，机械化在农业生产中严重受限，玉米的种植多半还处于传统的精耕细作、高投入、高强度、低效益的种植模式，已不适应当前农村经济的发展和中国农业可持续发展的要求[5]。近年来，随着农村劳动力向城市大量转移，从事劳动生产的人越来越少，并趋于老龄化，因此探索高产高效、省工省力的轻简化玉米栽培技术势在必行[6-7]。

地膜覆盖作为一项有效的田间管理技术，在水稻、冬小麦、玉米、花生及马铃薯等农作物栽培中得到广泛应用，具有明显的增温保墒、改善土壤理化性质、促进作物出苗和苗期生长等作用，起到增产增收的效果[8-10]。陈小丽等[11]研究表明，覆膜在增加土壤温度、减少蒸发量的同时，还能阻止杂草生长，减缓土壤板结和土壤侵蚀等作用。缓释肥作为一种新型肥料，具有养分释放平稳，肥效长，在满足植物养分需求，减少淋洗和脱氮造成的养分损失的同时，还可以降低施肥初期植物对养分奢侈消耗及减轻施肥对环境的污染等优点[12-13]，在农业生产中得到广泛应用；此外，缓释肥在作物栽培中能实现一次性基施，简化了施肥技术[14]。覆膜与施肥、起垄等栽培技术结合，可以较好的发挥技术间的耦合效应，使增产最大化。然而有关贵州玉米覆膜结合缓释肥减量栽培技术研究较少。因此，笔者探索覆膜结合缓释肥减量对贵州玉米黔单24号产量、品质及肥料利用率的影响，确定覆膜条件下缓释肥的最佳用量，以期为贵州玉米轻简化栽培技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2015年6-10月在花溪区湖潮乡进行。地处北纬26°30'11''东经106°39'26''属亚热带湿润季风气候。供试土壤为黄泥土，其0～20 cm土层的基本农化性状：pH 5.45，全氮2.22 g/kg，有机质42.30 g/kg，有效磷54.00 mg/kg，速效钾306 mg/kg，硝态氮3.75 mg/kg，铵态氮2.25 mg/kg，供试地块肥力中等偏上。

1.2 试验设计

试验设6个处理，3次重复，随机排列，共18个小区，各小区面积为18 m2(3 m×6 m)，栽培规格为每小区种植5行，行距60 cm，窝距30 cm，每行23窝，共4200株/667m2。供试玉米品种为黔单24号，根据已筛选出的贵州黔单24号品种玉米露地栽培推荐施肥量：纯N 389 kg/hm2，P2O5112.5 kg/hm2，K2O 188 kg/hm2，供试肥料为缓释肥料洋丰千里马(N∶P2O5∶K2O=24∶8∶10)，西洋复合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15)，尿素为含46 %N，过磷酸钙含12 %P2O5，硫酸钾含50 %K2O。所有处理以同等纯N

表1 不同处理基追肥施肥量

用量为基数，用单质肥料进行磷和钾的少量补充，缓释肥在种植前一次性施用，普通复合肥处理分基肥和3次追肥施用，具体施肥量见表1。施肥、覆膜后进行玉米苗移栽，田间管理根据苗情及时中耕除草，防治玉米病虫害的发生等。收获后取样测定玉米的产量、产量构成因素和养分吸收量。

1.3 观察指标的测定

(1)玉米收获期采集6株有代表性的植株测定玉米穗粗、穗行数、行粒数、穗长、秃尖长和千粒重等指标。在 105 ℃ 下杀青15 min，再在 65 ℃下烘干至恒重，粉碎后分析植株养分含量和品质测定。全氮、全磷和全钾均采用H2SO4-H2O2消煮，氮采用凯氏法测定，磷采用钒钼蓝比色法测定，钾采用火焰光度法测定。

(2)产量按照收获时各小区单打单收的实产计算。

1.4 数据处理与分析

用Microsoft Excel 2010 进行数据计算，用DPS 7.25进行方差分析(LSD，0.05)，用OriginPro-8作图。

氮肥偏生产力=Y/F，式中，Y为施氮后所获得的作物产量，F为施氮量(下同)。

氮肥农学效率=(Y-Y0)/F，式中，Y为施氮后所获得的作物产量，Y0为不施氮条件下作物的产量。

氮肥表观利用率=(U-U0)/F，U为施氮后作物收获时地上部分的吸氮量，U0为未施氮时作物收获期地上部的吸氮总量。

氮肥生理利用率=(Y-Y0)/(U-U0)。

2 结果与分析

2.1 不同处理对玉米产量的影响

从表2可知，覆膜及施肥处理(T2～T6)产量明显高于未施肥+未覆膜(T1)，增产1863～3755 kg/hm2，增产率为35.77 %～72.09 %，其中，T6最高，T3次之，但差异未达到显著水平，表明普通复合肥与缓释肥均能提高黔单24号的产量。与T2相比， T6和T3产量提高22.74 %和15.91 %，表明，在同等施肥条件下，覆膜栽培能显著提高玉米产量；与T3相比， T4减产2.91 %，T5减产16.46 %，T3显著高于T5，但与T4差异不显著。表明，在轻简化模式下，覆膜缓释肥可以减少15 %的用量而不会造成玉米减产。

2.2 不同处理对玉米产量构成因素的影响

由表3可知，施肥及覆膜处理对玉米产量构成因素均有一定的影响。施肥主要影响玉米的穗行数和千粒重，T2较T1穗行数和千粒重分别增加了22.06 %和6.72 %；覆膜主要影响玉米的穗粗和行粒数，T3较T2穗粗和行粒数分别增加10.55 %和26.88 %；T3和T6在同等施肥量条件下，对黔单24号产量构成因素均无显著差异；表明施肥主要是通过增加穗行数和籽粒重来实现玉米增产，覆膜主要是通过增加穗粗和行粒数来实现玉米增产，普通复合肥与缓释肥在同等栽培条件下，其产量构成因素之间差异不显著。缓释肥减量主要对玉米的千粒重产生影响，T4、T5缓释肥减量较T3最佳用量千粒重差异显著，T4降低10.63 %，T5提高4.47 %。

表2 不同施肥处理的玉米产量及增产率

注:同列中不同大小写字母表示处理间差异达1 %和5 %极显著和显著水平。

Note:Different capital and lowercase letters in the same column indicate significance of difference atP< 0.01 andP<0.05 level,respectively.

表3 不同施肥处理玉米产量构成因素

注:同列中不同字母表示处理间差异达5 %显著水平，下同。

Note:Different letters in the same column indicate significance of difference atP<0.05 level.

图中不同字母表示处理间差异达5 %显著水平Different letters in Fig. indicate significance of difference at P<0.05 level图1 不同施肥处理玉米的养分累积量Fig.1 Different nutrient accumulation amount of corn under different treatments

2.3 不同处理对玉米养分累积量的影响

由图1可知，玉米养分累积量依次为氮>磷>钾，覆膜及施肥对玉米的氮、磷和钾养分含量均有显著的提高，与T1相比，氮积累量增幅为29.88 %～60.35 %，磷积累量增幅为42.73 %～69.17 %，钾积累量增幅为56.1 %～119.23 %。其中，氮累积量以T5最高(178.33 kg/hm2)，T4次之，但差异未达显著水平；磷累积量以T3最高(达31.72 kg/hm2)，T4次之，差异亦未达显著水平；钾累积含量以T4最高(达123.72 kg/hm2)，T6次之，差异达显著水平：表明，覆膜下缓释肥减量15 %不会影响氮和磷养分的累积量，并且有利于钾养分的累积，与T3相比，钾的累积量增加24.12 %。T6与T3相比，氮和磷的累积量分别降低15.45 %和12.08 %，钾累积显著提高9.11 %，表明缓释肥较有利于氮和磷养分的累积， T6较有利于钾养分的累积。T3与T2相比，氮、磷和钾分别增加15.14 %、18.53 %和13.15 %。T2与T1相比，氮、磷和钾分别增加33.4 %、42.73 %和56.10 %。

2.4 不同处理的氮肥利用效率

氮肥利用率大小通常由偏生产力、农学效率、表观利用率、生理利用率指标来反应，其大小可以表征提高氮肥利用率的潜力。从表4可知，在施肥及覆膜条件下，农学效率为5.38～10.28 kg/kg，偏生产力为18.76～29.43 kg/kg，生理利用率为42.46～88.74 kg/kg，表观利用率为8.49 %～24.67 %。其中，覆膜及缓释肥减量主要提高氮肥偏生产力和表观利用率，T3较T2氮肥偏生产力提高15.88 %，表观利用率提高5.77百分点；缓释减量15 %、30 %偏生产力较T3分别提高13.84 %、35.27 %，表观利用率分别提高4.35百分点和9.36百分点；不同肥料品种主要影响氮肥表观利用率，同等栽培条件下，T3较T6表观利用率提高6.82百分点。

2.5 不同处理经济效益分析

由表5可知，纯收益T4最高，T3次之，T2最低；产投比T5最高，T4次之，T6最低。T3与T2相比，纯收益和产投比均显著提高，分别提高2178.4元/hm2和0.25百分点；T3与T6相比，纯收益增加1767.7元/hm2，产投比增加1.03百分点，表明缓释肥与复合肥在同等施肥条件下，缓释肥经济效益远高于复合肥；与T3相比，覆膜条件下T4纯收益和产投比分别增加206.6元/hm2和0.43百分点，增幅较小，T5纯收益减少1539.1元/hm2，产投比增加0.54百分点，表明缓释肥减量15 %不会影响玉米的经济效益。

表4 不同施肥处理玉米的氮肥利用率

表5 不同施肥处理玉米的经济效益

注:缓释肥3元/kg，复合肥2.8元/kg，尿素2.4元/kg，硫酸钾4.5元/kg，过磷酸钙1元/kg，追肥用工80/元天，玉米2.2元/kg。 Note:The price of slow-release fertilizer, compound fertilizer, urea, K2SO4,superphosphate, topdressing labor and corn is 3.0 yuan/kg, 2.8 yuan/kg, 2.4 yuan/kg, 4.5 yuan/kg, 1.0 yuan/kg, 80 yuan/day and 2.2 yuan/kg，respectively.

3 讨论与结论

(1)贵州地处西南高海拔地区，水资源相对短缺，水分亏缺是限制该地区作物产量提高的主要因子。地膜覆盖可以减少水分蒸发，提高土壤温度两个方面改善作物生长环境，有利于作物前期生长，进而提高作物产量。试验表明，T3较T2玉米增产15.91 %，与王秀康等[15]在西北干旱地区地膜覆盖和施肥玉米增产结果相似。全量或减量缓释肥对玉米的增产效果显著，T3与T1相比，玉米产量提高62.51 %，T4处理玉米增产57.77 %，但T3与T4间差异不显著，表明缓释肥减量15 %+覆膜处理对玉米黔单24号产量无显著影响，可以在覆膜栽培条件下减少缓释肥施用量，这与郭跃升等[16-17]缓释肥减量10 %与全量比对玉米的产量差异不显著结果相似。

(2)产量构成因素之间的协调发展，是玉米增产的基础[18]。地膜覆盖主要是通过提高玉米的穗长和穗粒数来实现增产[19]，试验中，覆膜增产的主要原因是穗粗和行粒数的增加，与其结果相似。缓释肥主要通过增加玉米的千粒重实现增产，T2较T1千粒重增重6.72 %，普通复合肥与缓释肥相同用量时对玉米产量构成因素的影响间无显著性差异显，这一个结果与王宜伦等[20]玉米专用缓释肥主要通过提高千粒重实现增产的结果相似。

(3)试验中，玉米养分累积量依次为氮>钾>磷，与李潮海等[21]不同质地土壤上玉米植株养分累积量依次为氮>钾>磷的结果相似。地膜覆盖可减少土壤水分蒸发和增加土壤温度，有研究表明[22]，土壤温度的升高可促进土壤微生物活性，增加反硝化及硝化速度，从而促进植物对养分的吸收。试验中，T3与T2相比，氮、钾和磷的养分吸收量分别提高15.14 %、18.53 %和13.15 %。缓释肥可通过控制养分的释放模式来满足作物对养分的需求，使养分释放与作物养分吸收同步[23-24]，使作物在整个生育期不会出现养分亏缺，可增加作物养分的累积。试验中，T2与T1相比，氮、磷和钾养分累积量分别增加29.87 %、42.73 %和56.1 %，与其结果相似。

(4)地膜覆盖及缓释肥减量主要提高氮肥偏生产力和表观利用率，T3较T2氮肥偏生产力提高15.88 %，表观利用率提高5.77百分点T4和T5的偏生产力较T3分别提高13.84 %和35.27 %，这与缓释肥减量时，T4和T5的氮养分累积量增加无差异相对应，与杨俊刚等[25]研究的全量缓释肥施用玉米氮肥利用率低于缓释肥减量结果相似。

综上所述，覆膜栽培缓释肥施肥提高了黔单24号的产量、养分累积量、氮肥利用率及经济效益，覆膜栽培缓释肥减量15 %较缓释肥全量施用产量、养分累积量均无显著差异，并且纯收益提高206.6元/hm2，所以覆膜栽培缓释肥减量15 %为贵州玉米黔单24号轻简化栽培最佳用量。

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(责任编辑 孙小岚)

Effects of Reducing Slow-release Fertilizer Application Amount on Corn Yield and Nutrient Absorption Rate under Film-mulching Pattern

ZHAO Huan1,2, TANG Bing1, ZHANG Meng1,2, XIAO Hou-jun1,2, AN Jiang-yong1,ZHENG Chang-xiang3, ZHU Yun-fang3, GOU Jiu-lan1,2, QIN Song1,2*

(1.Guizhou Institute of Soil and Fertilizer, Guizhou Guiyang 550006,China; 2.Guizhou Observation and Experimental Station of Cultivated Land Conservation and Agricultural Environment Sciences, Department of Agriculture, Guizhou Guiyang 550006,China; 3.Guizhou Institute of Upland Crops, Guizhou Guiyang 550006, China)

The effects of film-munching and slow-release fertilizer on yield, yield components, nutrient accumulation, quality, nitrogen utilization rate and economic benefit of corn were studied by a field trail to screen the optimum slow-release fertilizer application amount in corn production under the film-munching pattern. Results:(i) The yield of different treatments increases by 35.77 %-72.09 % compared with T1(CK). The yield of T6,(common compound fertilizer) T3(total slow-release fertilizer) and T4(15 % of reducing slow-release application amount) is 8964, 8465 and 8218 kg/hm2,respectively but there is no significant difference among them. (ii) The rows per ear and 1000-grain weight of different treatments increase by 22.06 %-34.55 % and -2.77 %-13.66 % compared with T1(CK) separately. The ear width and grains per row of different treatments with the film-mulching pattern increase by 8.02 %-15.19 % and 19.05 %-28.98 % compared with treatments without film-munching respectively. (iii) The nitrogen accumulation amount of the treatment with 30 % of reducing slow-release fertilizer application amount + film-mulching is the highest (178.33 kg/hm2). The phosphorus accumulation amount of the treatment with total slow-release fertilizer application amount + film-mulching is the highest (31.72 kg/hm2). The potassium absorption amount of the treatment with 15 %of reducing slow-release fertilizer application amount + film-mulching is the highest (123.72 kg/hm2). (iv) The partial nitrogen productivity and apparent efficiency of the treatments with film-mulching increase by 15.88 %-56.88 % and -1.05 %-15.13 %. The partial nitrogen productivity and apparent efficiency of the treatments with 15 % of reducing slow-release fertilizer application amount + film-mulching and 30 % of reducing slow-release fertilizer application amount + film-mulching increase by 13.84 % and 4.35 %, and 35.27 % and 9.36 % compared with the treatment with total slow-release fertilizer application amount + film-mulching. (v) The net economic income of the treatment with 15 % of reducing slow-release fertilizer application amount + film-mulching is the highest (13 359.1Yuan/hm2), 206.60 Yuan/ hm2higher than the treatment with total slow-release fertilizer application amount + non film-mulching. In conclusion, the higher economic benefit of Qiandan 24 can be obtained under the cultivation conditions of film-mulching and 15 % of reducing slow-release fertilizer application amount on yellow soil in Guizhou.

Slow-release fertilizer; Reducing application amount; Film-mulching pattern; Corn yield; Nutrient absorption

1001-4829(2016)12-2877-06

10.16213/j.cnki.scjas.2016.12.020

2015-12-30

贵州省农业科学院院自主创新项目“黄壤性中低产田土壤改良与生产力提升关键技术研究”(黔农科院自主创新科研专项字[2014]007号)；贵州省产业体系建设项目“贵州省玉米现代农业产业技术体系建设”(GZCYTX2014-0702)

赵 欢(1983-)，男，助理研究员，从事植物营养资源利用研究，E-mail:zhaohuancnm@163.com，*为通讯作者:秦 松(1967-)，男，研究员，从事农业资源利用方面研究， E-mail: qs3761735@163.com。

S158.3

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